DE958406C - Schaltungsanordnung fuer mechanische Gleichrichter - Google Patents

Description

Um bei den zur Gleichrichtung von Wechselstrom dienenden, umlaufenden oder schwingenden mechanischen Gleichrichtern ein funkenfreies Arbeiten der den Stromkreis, abwechselnd, öffnenden und schließenden Kontakte zu erzielen, war man schon immer bemüht, die Zeitschaltpunkte der Kontakte genau mit denen der Nulldurchgänge des Stromes zusammenfallen zu lassen. Da sich diese Bedingung insbesondere bei stark wechselnder Blindkomponente des dem Gleichrichter entnommenen Stromes nicht immer einhalten läßt, hat man auch, schon einen veränderlichen' Widerstand, vorzugsweise eine eisengesättigte Drossel, in den Gleichstromkreis gelegt und parallel zum Gleichrichterkontakt einen ohmschen Widerstand geschaltet. Dadurch wurde die Stromkurve so deformiert, daß sie in den Nulldurchgängen eine wenigstens angenähert horizontale Tangente besaß, so daß sich die Zeitspannen, in denen, praktisch funkenfrei geschaltet werden konnte, vergrößerten so und damit die Justierung der Gleichrichterkontakte •weniger kritisch wurde. Da nun aber der parallel zum Gleichrichterkontakt liegende Widerstand während der Öffnungszeit dieses· Kontaktes einen, unter Umständen großen Verluststrom zur Folge hatte, so mußte man diesen Widerstand steuerbar veränderlich ausbilden, also entweder durch einen mit dem Gleichrichterkontakt gekoppelten weiteren

Kontakt oder beispielsweise durch, ein steuerbares Gasentladungsgefäß abwechselnd anschließen und abschalten lassen, was einen zusätzlichen Aufwand an Schaltmitteln darstellt.
Die Erfindung schlägt demgegenüber eine Schaltungsanordnung vor, die einen wesentlich geringeren Aufwand erfordert, aber mindestens dasselbe leistet wie die bekannte; die eisengesättigte Drossel und der Parallelwiderstand zum Gleichrichterkontakt kommen dabei in Fortfall. Erfindungsgemäß wird eine Hilfsgleichspamiungsquelle mit einer gegenüber dem Scheitelwert der gleichgerichteten Spannung niedrigen elektromotorischen Kraft in Reihe mit einem ruhenden Gleichrichter so in den Gleichstromkreis hinter den mechanischen Gleichrichter geschaltet, daß die Hilfsgleichspannungsquelle dem gleichgerichteten Strom entgegenwirkt, der ruhende Gleichrichter jedoch einen Rückstrom verhindert.

Die Abb. ι zeigt das schematische Schaltbild eines Ausführungsbeispieles. Bei A, B ist eine Wechselspannungsquelle angeschlossen. K₁ und K₂ sind die beiden Gleichrichterkontakte, die, mit der bei A₁ B zugeführten Wechselspannung in der Phase gekoppelt, auf irgendeine bekannte Weise mechanisch hin- und herbewegt werden und beide abwechselnd bei +C und —D schließen. Die Batterie El ist die Hilfsgleichspannungsquelle und Gr der ruhende Gleichrichter (Selengleichrichter, Diode od. dgl.). Die Batterie El ist so gewählt, daß ihre Spannung dem bei E, F entnommenen, Gleichstrom entgegengesetzt gerichtet ist, während der Gleichrichter Gr gerade nur diesen Strom durchläßt.

Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist aus Abb. 2 ersichtlich, die den zeitlichen- Stromverlauf im Gleichstromkreis darstellt. (Die gleichzurichtende Spannung ist dabei als etwa sinusförmig verlaufend vorausgesetzt.) Als Abszisse ist die Zeit t und als Ordinate der Augenblicks wert i des Stromes aufgetragen, und zwar zeigt die gestrichelt gezeichnete Kurve ι den Stromverlauf für den Fall, daß keinerlei Maßnahmen zur Deformierung der Stromkurve angewandt werden und die öffnung +5 und Schließung der Gleichrichterkontakte genau zu den Zeitpunkten t_v t₂, t_s usw. des Stromnulldurchganges stattfinden. Die dünn ausgezogene Kurve 2 zeigt den Strom verlauf für den Fall, daß in den Gleichstromkreis nur die Batterie El eingeschaltet ist. Durch ihre Wirkung hat sich die Stromkurve gleichmäßig um einen gewissen Betrag gesenkt, und in den Zeitspannen, in denen die Kurve die Nullinie unterfährt, tritt ein Rückstrom über die Gleichrichterkontakte ein. Wird aber noch der Gleichrichter Gr in den Gleichstromkreis gelegt, so nimmt die Kurve 2 bei Erreichung der Nullinie den stark ausgezogenen Verlauf N ein, der mit der Nulllinie zusammenfällt, da der Rückstrom unterdrückt wird. Die Zeitspanne, während der stromlos· geschaltet werden kann, wird durch die Länge des Stückes TV dargestellt.

Die Erfindung kann selbstverständlich auch bei Einweggleichrichterschaltungen angewandt werden, so daß also nur einer der beiden Kontakte K₁ und K₂ vorhanden ist und schließlich nur noch ein gesteuerter Wechselstromunterbrecher vorliegt.

Man könnte gegen die neue Schaltung einwenden, daß der mechanische Gleichrichter sich erübrige, da ja ohnehin ein ruhender Gleichrichter in. den Stromkreis geschaltet ist. Darauf ist aber zu erwidern, daß bei Weglassung des mechanischen Gleichrichters der ruhende Gleichrichter wesentlich größer bemessen werden müßte, da er dann die volle Sekundärspannung auszuhalten hätte. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung muß der ruhende Gleichrichter, für den man beispielsweise einen Selen- oder Kupferoxydulgleichrichter verwenden kann, nur die Spannung der Hilfsgleichspannungsquelle aushalten, die voraussetzungsgemäß nur einen Bruchteil der durch den mechanischen Gleichrichter gleichgerichteten .Spannung beträgt. Eine Vollweggleichrichtung, wie sie in dem Beispiel gemäß Abb. ι stattfindet, würde ohne mechanischen Gleichrichter bekanntlich vier ruhende Gleichrichter benötigen, die alle für die Höhe der Betriebsspannung ausgelegt sein müßten.

Bekanntlich werden, mechanische Gleichrichter meistens zum Wiedergleichrichten· vom aus· zerhacktem und hochtransformiertem Gleichstrom entstandenen Wechselströmen verwendet. Die den zu zerhackenden Gleichstrom liefernde Spannungsquelle ist meistens eine Batterie- mit einer Spannung, die gegenüber der transformierten Spannung niedrig liegt. Gemäß einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung läßt sich nun diese Batterie, d. h. also die Gleichspannungsquelle für den zu zerhackenden Gleichstrom, gleichzeitig als Hilfsgleichspannungsquelle in den Gleichstromkreis'hinter den mechanischen Gleichrichter schalten.

Ein Schaltbild gibt die Abb. 3. In ihr ist El die Gleichspannungsquelle, deren Strom dem Zerhackerkontakt Z zugeführt wird. Der zerhackte Strom durchfließt die Primärwicklung P des Transformators T. Die von der Sekundärwicklung S" erzeugte hochtransformierte Wechselspannung liegt an den Kontakten K₁ und K₂ des mechanischen Gleichrichters, die mit dem Zerhackerkontakt Z in ihrer Bewegung gekoppelt zu denken sind, was durch die gestrichelte Verbindungslinie i? angedeutet sein soll. Die Gleichspannungsquelle El ist no nun — wie durch die Leitungsführung ersichtlich — auch in den über den Gleichrichter K_±, K₂ gespeisten Stromkreises geschaltet, dessen Gleichspannung sie entgegenwirkt. Der ruhende Gleichrichter Gr liegt ebenfalls in diesem Stromkreis und ist nur für den bei +E und —F abgenommenen Gleichstrom durchlässig.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Schaltungsanordnung für umlaufende oder schwingende mechanische Gleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsgleichspannungsquelle mit einer gegenüber dem Scheitel wert der gleichgerichteten Spannung niedrigen elektromotorischen Kraft in Reihe mit einem ruhenden Gleichrichter so in den Gleichstromkreis hinter

   den mechanischen, Gleichrichter geschaltet ist, daß die Hilfsgleichspannungsquelle dem gleichgerichteten Strom entgegenwirkt, der ruhende Gleichrichter jedoch einen Rückstrom verhindert.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch ι für umlaufende oder schwingende mechanische Gleichrichter, die einen Wechselstrom gleichrichten, der durch Zerhackung und Hochtransformierung eines einer Gleichspannungs- quelle entnommenen Stromes entstanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsquelle, die den zu zerhackenden. Gleichstrom erzeugt, gleichzeitig als Hilfsgleichspannungsquelle in den Gleichstromkreis hinter den mechanischen Gleichrichter eingeschaltet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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